KR19990086202A

KR19990086202A - 메모리 소자

Info

Publication number: KR19990086202A
Application number: KR1019980019066A
Authority: KR
Inventors: 박이환
Original assignee: 김영환; 현대반도체 주식회사
Priority date: 1998-05-26
Filing date: 1998-05-26
Publication date: 1999-12-15

Abstract

본 발명은 메모리 소자에 관한 것으로, 특히 종래의 메모리 소자에 비해 속도향상을 이룰 수 있는 메모리 소자에 관한 것이다. 본 발명의 메모리 소자는 어드레스 신호를 입력받아 선택신호를 발생하는 X 디코더와, 선택신호에 해당하는 워드라인을 인에이블하는 워드라인 드라이버와, 열방향으로 연속하여 형성되고 워드라인 드라이버에 의해 인에이블되는 복수개의 워드라인과, 워드라인에 직교하도록 행방향으로 연속하여 형성되고 데이터를 입출력하는 비트라인 및 비트라인바와, 비트라인 및 비트라인바에 입출력되는 데이터의 레벨을 센싱하는 센스앰프와, 각각의 워드라인에 연결되어 워드라인의 인에이블 여부를 검출하여 검출신호를 발생하는 검출부와, 그리고 검출신호에 의해 MWL(Modeled Word Line)신호를 발생하는 검출부 드라이버를 포함하여 구성되어 종래의 메모리 소자에 비해 항상 워드라인이 활성화된 후에 MWL 신호를 발생시키므로, 메모리 처리 속도가 향상되는 효과가 있다.

Description

메모리 소자

본 발명은 메모리 소자에 관한 것으로, 특히 워드라인(Word Line) 인에이블(Enable)의 검출을 통한 속도향상(Speed Up) 메모리소자에 관한 것이다.

메모리 소자 중, 가장 많이 사용되고 있는 D-RAM(Dynamic RAM)의 일반적인 워드라인의 동작경로를 개략적으로 도시하면 도 1에 나타낸 것과 같다.

먼저, X-Address 가 입력되면, 그 입력된 어드레스는 X 디코더를 거쳐 해당하는 워드라인이 인에이블(Enable)된다. 워드라인이 인에이블되면, 그 워드라인에 연결된 메모리 셀의 데이터가 비트라인에 입력된다. 이 때, 워드라인이 인에이블되는 시기는 그 워드라인에 연결된 메모리 셀이 메모리 MAT의 어떤 위치에 있느냐에 따라 다르다. 즉, 워드라인은 워드라인 드라이버에서 먼 위치에 위치할수록 늦게 인에이블되며, 워드라인 드라이버가 X 디코더에서 먼 위치에 위치할수록 그 워드라인 드라이버에 연결된 워드라인은 늦게 인에이블된다.

따라서, 종래의 메모리 셀의 워드라인 동작경로는 정상적인 동작 시에 가장 늦게 인에이블되는 워드라인이 인에이블될 때까지 충분히 지연시켰다가 MWL(Modeled Word Line) 신호를 발생시킨다. 즉, MWL 신호는 가장 늦게 인에이블되는 워드라인이 인에이블될 때의 시점이 초과된 후에 발생하는 것이다.

MWL 신호가 발생하면, 이 신호에 의해 센스앰프(Sense Amp)가 동작되고, 센스앰프의 동작에 의해 비트라인과 비트라인바에 인가된 데이터의 레벨이 충분히 증폭된다. 비트라인과 비트라인바에 인가된 데이터의 레벨이 충분히 증폭되면, Y-Address 가 입력되고, Y-Address의 입력에 의해 ATD의 출력신호와 Y 디코더의 출력의 조합에 의해 Y 게이트가 열려 YS(Y Selection)신호가 발생한다.

YS신호에 의해 비트라인과 비트라인바의 데이터가 입출력라인에 전달되고, 그 데이터는 M/A에 이른다.

그런데, 종래의 메모리 소자는 다음과 같은 문제점이 있다.

먼저, 종래의 메모리 소자는 가장 늦게 인에이블되는 워드라인이 인에이블되는 시점, 즉 모든 워드라인이 인에이블되었다고 추정되는 시기에 MWL신호를 발생하여 센스앰프를 구동하여 데이터를 입출력함으로써, 시스템에서 필요한 데이터가 저장된 메모리 셀에 연결된 워드라인이 인에이블되지 않은 상태에서 센스앰프가 동작하는 것을 방지하였다. 그러나, 아무리 정확하게 메모리 셀이 설계되었다고 할지라도, 주변의 온도 혹은, 인가전압에 따라 워드라인의 인에이블 속도가 변경될 수가 있다.

따라서, 이 경우, 메모리소자가 주변의 온도 또는, 인가전압에 상관없이 동작하려면, 도 2의 그래프에 도시된 것과 같이 워드라인의 인에이블 시점(W/L)과 MWL신호의 발생시기 사이에 소정의 지연시간(Δt1)을 유지할 필요가 있다. 왜냐하면, 워드라인의 인에이블 시점은 그 워드라인의 위치에 따라 다르므로, 가장 늦게 인에이블 되는 워드라인의 인에이블 시점이 지난 후에 MWL 신호를 발생시켜야 하기 때문이다. 그 결과, 종래의 워드라인 동작경로는 메모리 소자의 tRCD(RAS to CAS Delay time)이 늦어지는 결과를 초래하여 메모리 소자의 속도가 늦었었다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 메모리 소자의 속도를 향상시키는 데에 그 목적이 있다.

도 1은 일반적인 메모리 소자, 특히 D-RAM의 로우(Row)계 동작 경로를 개략적으로 도시한 도면.

도 2는 상기 도 1의 메모리 소자의 동작신호의 파형을 타이밍도.

도 3은 본 발명의 메모리 소자를 개략적으로 도시한 회로도.

도 4a는 상기 도 3의 메모리 소자에서 검출부의 한 예를 도시한 회로도.

도 4b는 상기 도 3의 메모리 소자에서 검출부 드라이버의 한 예를 도시한 회로도.

도 5는 상기 도 3의 메모리 소자의 로우(Row)계 동작경로를 도시한 도면.

도 6는 상기 도 3과 도 5의 메모리 소자의 동작신호의 파형을 도시한 타이밍도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : X 디코더 20 : 워드라인 드라이버

30 : 비트라인 30' : 비트라인바

40 : 워드라인 50 : 센스앰프

60 : 검출부 61 : 스위치소자

62 : 전송라인 70 : 검출부 드라이버

80 : 메모리 셀 81 : 스위치소자(트랜지스터)

82 : 저장수단(커패시터)

본 발명은 인에이블된 워드라인의 위치에 상관없이 인에이블된 워드라인을 검지하여 MWL신호를 발생시킴으로써, MWL신호의 지연시간을 줄여 메모리 소자의 속도를 향상시키는 것이 특징이다.

본 발명의 메모리 소자는 도 3에 도시된 것과 같이 어드레스 신호를 입력받아 선택신호를 발생하는 X 디코더(10)와, X 디코더에 의해 워드라인을 인에이블하는 워드라인 드라이버(20)와, 워드라인 드라이버에 연결된 복수개의 워드라인(40)과, 워드라인에 직교하도록 형성된 비트라인(30) 및 비트라인바(30')와, 비트라인 및 비트라인바의 데이터를 증폭하는 센스앰프(50)와, 각각의 워드라인의 인에이블 여부를 검출하여 검출신호를 발생하는 검출부(60), 그리고 검출신호에 의해 MWL(Modeled Word Line) 신호를 발생하는 검출부 드라이버(70)를 포함하여 구성된 것이 특징이다.

이하, 본 발명의 구조와 동작원리에 대해 첨부된 도 3를 참조하여 설명한다.

X 디코더(10)는 외부에서 메모리의 X 축방향 어드레스 신호를 입력받아 그에 따른 선택신호(Slelection Signal)를 발생시킨다. 그리고, 워드라인 드라이버(20)는 X 디코더(10)에서 발생된 선택신호를 입력받아 X 디코더(10)에 입력되었던 X 축방향 어드레스에 해당하는 워드라인(40)을 인에이블(Enable)시킨다.

워드라인(40)은 열방향으로 연속하여 형성된 복수개의 라인으로서, 각각 워드라인 드라이버(20)에 연결되어 워드라인 드라이버(20)에 의해 인에이블(Enable)된다. 또, 비트라인(30)과 비트라인바(30')는 워드라인(40)에 직교하도록 행방향으로 연속하여 형성되어 있다. 그리고, 워드라인(40)과 비트라인(30)의 교차부, 그리고 워드라인(40)과 비트라인바(30')의 교차부에는 메모리셀(80)이 형성되어 있다.

이 메모리셀(80)은 워드라인(40)의 인에이블(Enable)에 의해 도통여부가 제어되는 스위치소자(81)와, 그 스위치소자(81)를 통해 비트라인(30) 혹은, 비트라인바(30')로부터 데이터를 입출력하는 저장수단(82)으로 구성되어 있다. 즉, 비트라인(30)과 비트라인바(30')는 메모리셀(80)과 데이터를 입출력한다. 일반적으로 스위치소자(81)는 트랜지스터로 구성되고, 저장수단(82)은 커패시터로 구성된다.

센스앰프(50)는 비트라인(30) 및 비트라인바(30') 각각에 설치되어 그 비트라인(30)과 비트라인바(30')에 입출력되는 데이터의 전압레벨을 증폭한다. 그래서, 메모리셀(80)로부터 비트라인(30)과 비트라인바(30')에 입력된 데이터를 외부의 입출력라인으로 인가하고, 입출력라인으로부터 입력된 데이터를 비트라인(30)과 비트라인바(30')에 인가한다.

본 발명의 메모리소자의 특징부인 검출부(60)는 워드라인(40)의 인에이블 여부를 검출하여 검출신호를 발생한다. 이 검출부(60)는 각각의 워드라인(40)에 하나씩 연결되어 워드라인(40)의 인에이블 여부에 따라 검출신호를 출력하는 각각의 스위치소자(61)와, 인에이블된 워드라인(40)에 연결된 스위치소자(61)로부터 발생된 검출신호를 전송하는 전송라인(62)으로 구성되어 있다. 이 때, 검출부의 스위치소자(61)는 도 4a에 도시된 것과 같이 워드라인(60)에 연결된 제어단자와 검출라인에 연결된 출력단자로 구성된 트랜지스터로 구성될 수 있다.

검출부 드라이버(70)는 검출부(60)에서 발생된 검출신호를 입력받아 MWL(Modeled Word Line) 신호를 발생시킨다. 이 검출부 드라이버(70)는 도 4b에 도시된 것과 같이 상기 검출부(60)의 검출신호를 입력받아 MWL신호를 발생시키는 인버터로 구성될 수 있다.

본 발명의 메모리셀(80)의 동작경로는 도 5에 도시된 것과 같다.

먼저, X-Address가 X 디코더(10)에 입력되면, 워드라인 드라이버(20)에 의해 그 X-Address에 해당하는 워드라인(40)이 인에이블(Enable)된다. 워드라인(40)이 인에이블되면, 그 인에이블된 워드라인(40)에 연결된 메모리셀(80)이 선택되어 그 메모리셀(80)에 저장되었던 데이터가 비트라인(30) 및 비트라인바(30')에 인가된다.

이 때, 종래의 메모리 소자는 각각의 워드라인(40)이 인에이블되는 시기가 그 워드라인(40)에 의해 선택되는 메모리셀(80)의 위치에 따라 달랐었다. 즉, 워드라인(40)들 중에서 워드라인 드라이버(20)에서 멀리 있는 워드라인이 가까운 워드라인보다 늦게 인에이블되며, 또 X 디코더(10)에서 먼 위치에 연결된 워드라인 드라이버에 의해 선택되는 워드라인이 가까운 위치에 연결된 워드라인 드라이버에 의해 선택되는 워드라인보다 늦게 인에이블되었었다.

그러나, 본 발명의 메모리 소자는 메모리셀(80)을 선택하는 워드라인(40)의 위치에 상관없이 그 워드라인의 인에이블여부를 검출부(60)가 검출하여 MWL 신호를 발생시키므로, 워드라인이 인에이블된 후 MWL 신호가 발생될 때까지 소정의 지연시간이 필요없다. 도 6의 그래프는 본 발명의 메모리 소자에 인가되는 신호의 파형을 도시한 것이다. 도 4와 도 6을 비교하여 살펴보면, 워드라인의 인에이블 시점(W/L)과 MWL 신호의 발생시점이 본 발명의 메모리 소자의 경우에 더 짧은 것을 알 수 있다.

워드라인이 인에이블된 후, 검출부(60)와 검출부 드라이버(70)에서 MWL 신호를 발생시키면, 즉시 SAEn 신호가 발생하여 센스앰프(50)가 동작한다. 그리고, 센스앰프(50)의 동작에 의해 비트라인(30)과 비트라인바(30')의 데이터가 센싱(sensing)되어 비트라인(30)과 비트라인바(30')의 데이터의 레벨이 증폭된다.

비트라인(30)과 비트라인바(30')에 인가된 데이터의 레벨이 충분히 증폭되면, 종래의 메모리 소자의 동작경로와 마찬가지로 Y-Address 가 입력되고, Y-Address의 입력에 의해 ATD의 출력신호와 Y 디코더의 출력의 조합에 의해 Y 게이트가 열려 YS(Y Selection)신호가 발생한다. YS신호에 의해 비트라인과 비트라인바의 데이터가 입출력라인에 전달되고, 그 데이터는 M/A에 인가된다.

본 발명은 종래의 메모리 소자에 비해 워드라인의 활성화 시점과 MWL 신호발생 시점 사이에 확보해야만 했던 지연시간이 필요없다. 그 이유는 본 발명에 의한 메모리 소자는 워드라인의 인에이블여부를 검출하는 검출부가 별도로 형성되어 있고, 그 검출부에 의해 워드라인의 인에이블 여부를 검출하여 항상 워드라인이 인에이블된 후에 MWL 신호를 발생시키기 때문이다. 따라서, 본 발명은 드라이버 전압(Vcc)와 주변의 온도에 상관없이 정상적으로 동작하는 메모리 소자를 구현할 수 있는 효과가 있다.

Claims

메모리 소자에 있어서,

어드레스 신호를 입력받아 선택신호를 발생하는 X 디코더;

상기 선택신호에 해당하는 워드라인을 인에이블하는 워드라인 드라이버;

열방향으로 연속하여 형성되고 상기 워드라인 드라이버에 의해 인에이블되는 복수개의 워드라인;

상기 워드라인에 직교하도록 행방향으로 연속하여 형성되고 데이터를 입출력하는 비트라인 및 비트라인바;

상기 비트라인 및 비트라인바에 입출력되는 데이터의 레벨을 센싱(sensing)하는 센스앰프;

상기 각각의 워드라인에 연결되어 상기 워드라인의 인에이블 여부를 검출하여 검출신호를 발생하는 검출부;, 그리고

상기 검출신호에 의해 MWL(Modeled Word Line)신호를 발생하는 검출부 드라이버를 포함하여 구성된 메모리 소자.
제 1 항에 있어서, 상기 검출부는

각각의 워드라인에 제어단자가 연결되어 상기 워드라인의 활성화 여부에 따라 검출신호를 출력하는 스위치소자; 그리고,

상기 스위치소자에 연결되어 상기 검출신호를 상기 검출부 드라이버에 인가하는 전송라인을 포함하여 구성된 메모리 소자.
제 2 항에 있어서, 상기 스위치소자는 워드라인에 연결된 제어단자와, 전송라인에 연결된 출력단자로 구성된 트랜지스터인 것을 특징으로 하는 메모리 소자.
제 2 항에 있어서, 상기 검출부 드라이버는 상기 검출부의 검출여부를 입력받아 MWL신호를 출력하는 인버터인 것을 특징으로 하는 메모리 소자.